[實用新型]具有關(guān)節(jié)軸線正交關(guān)系的可折疊六自由度輕型操作臂

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420069956.2
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN203752148U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 劉亞軍;徐新喜;張西正;趙秀國;劉志國;高振海;牛福;韓俊淑;任旭東;張文昌;蘇琛;崔向東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院衛(wèi)生裝備研究所
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/04;B25J18/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種具有關(guān)節(jié)軸線正交關(guān)系的可折疊六自由度輕型操作臂，包括有基座（28），其特征在于，所述的基座（28）上依次設置有第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（1）、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（2）、大臂連桿（11）、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（3）、第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（4）、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（5）和第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（6），所述第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（6）的輸出端連接末端單自由度手爪（7），其中，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（1）的軸線與基座（28）同軸心，且垂直于第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（2）的軸線，所述的第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（2）的軸線平行于第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（3）的軸線，所述的第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（3）的軸線垂直于第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（4）的軸線，所述的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（4）的軸線垂直于第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（5）的軸線，所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（5）的軸線垂直于第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（6）的軸線，所述的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（4）的軸線、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（5）的軸線和第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（6）的軸線匯交于空間一點。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有關(guān)節(jié)軸線正交關(guān)系的可折疊六自由度輕型操作臂，其特征在于，所述的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（4）與所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（5）之間是通過焦點定位角件（16）相互連接，所述的焦點定位角件（16）包括有連接桿（32），固定在所述連接桿（32）下端一側(cè)的用于連接所述的第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（4）的下連接端頭（31），以及固定在所述連接桿（32）上端一側(cè)的用于連接所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（5）的上連接端頭（30），其中，所述的下連接端頭（31）與所述的上連接端頭（30）均與所述的連接桿（32）相垂直設置，且方向相反，并且所述的連接端頭（31）的軸線與第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（6）的軸線在同一條直線上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有關(guān)節(jié)軸線正交關(guān)系的可折疊六自由度輕型操作臂，其特征在于，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（1）、第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（2）、第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（3）、第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（4）、第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（5）和第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（6）結(jié)構(gòu)相同，均包括有：關(guān)節(jié)固定基座（27），安裝在所述關(guān)節(jié)固定基座（27）內(nèi)的且依次相連的光電編碼器（26）、伺服電機（25）和諧波減速器（24），所述諧波減速器（24）的外周面與所述的關(guān)節(jié)固定基座（27）固定連接，所述諧波減速器（24）的旋轉(zhuǎn)輸出端通過同軸定位法蘭（23）連接關(guān)節(jié)輸出軸套（22），所述關(guān)節(jié)輸出軸套（22）套在所述關(guān)節(jié)固定基座（27）的上端口上，所述關(guān)節(jié)輸出軸套（22）的頂端設置有關(guān)節(jié)密封端蓋（21）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有關(guān)節(jié)軸線正交關(guān)系的可折疊六自由度輕型操作臂，其特征在于，所述的同軸定位法蘭（23）包括有依次一體形成且同軸的：用于插入所述的關(guān)節(jié)輸出軸套（22）內(nèi)法蘭的定位孔中的軸套同心軸（36），用于與所述的關(guān)節(jié)輸出軸套（22）內(nèi)的法蘭固定連接的軸套連接法蘭（35），用于與所述的諧波減速器（24）旋轉(zhuǎn)輸出端的法蘭固定連接的減速器連接法蘭（34），以及用于插入所述的諧波減速器（24）旋轉(zhuǎn)輸出端的法蘭的定位孔內(nèi)的減速器同心軸（33）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有關(guān)節(jié)軸線正交關(guān)系的可折疊六自由度輕型操作臂，其特征在于，所述的軸套連接法蘭（35）的直徑大于軸套同心軸（36）的直徑，所述軸套同心軸（36）的直徑大于減速器連接法蘭（34）的直徑，減速器連接法蘭（34）的直徑又大于減速器同心軸（33）的直徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有關(guān)節(jié)軸線正交關(guān)系的可折疊六自由度輕型操作臂，其特征在于，所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（1）上的第一關(guān)節(jié)固定基座（29）的底端固定在所述的基座（28）上，所述第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（1）上的第一關(guān)節(jié)輸出軸套（8）連接第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（2）上的第二關(guān)節(jié)固定基座（10），所述第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（2）上的第二關(guān)節(jié)輸出軸套（9）連接大臂連桿（11）的一端，所述大臂連桿（11）的另一端連接所述第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（3）上的第三關(guān)節(jié)固定基座（12），第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（3）上的第三關(guān)節(jié)輸出軸套（13）連接所述第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（4）上的第四關(guān)節(jié)固定基座（14），所述第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（4）上的第四關(guān)節(jié)輸出軸套（15）通過連接焦點定位角件（16）連接所述的第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（5）上的第五關(guān)節(jié)固定基座（17），所述第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（5）上的第五關(guān)節(jié)輸出軸套（18）連接所述第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（6）上的第六關(guān)節(jié)固定基座（19），所述第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（6）上的第六關(guān)節(jié)輸出軸套（20）連接末端單自由度手爪（7）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有關(guān)節(jié)軸線正交關(guān)系的可折疊六自由度輕型操作臂，其特征在于，所述的末端單自由度手爪（7）具有一個開合自由度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有關(guān)節(jié)軸線正交關(guān)系的可折疊六自由度輕型操作臂，其特征在于，當所述的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（1）、大臂連桿（11）、第四旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（4）和第六旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（6）為相互平行的折疊狀態(tài)時，第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（2）的軸線到第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（3）的軸線之間的距離L1與第三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（3）的軸線到第五旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（5）的軸線之間的距離L2之比為1.4。